CN114869455B 脉冲消融参数的获取方法、系统、电子设备和存储介质 （上海商阳医疗科技有限公司）

本发明公开了一种脉冲消融参数的获取方融数值模型获取所述消融组织对应的场强分布应的预测消融深度和/或消融组织表面的预测消2获取消融导管中消融电极对应的电极参数，所述消融电极贴靠在所述消融组织的表基于所述设定脉冲参数和所述电极参数构建组织消其中，所述消融电极包括环形电极，所述组织消融数值模根据所述组织消融数值模型获取所述消融组织对应基于所述场强分布信息和所述电脉冲场强阈值，获取基于所述场强分布信息和所述电脉冲场强阈值，获取采用所述电脉冲场强阈值对所述场强分布信息进行处理，绘制场基于所述场强分布信息和所述电脉冲场强阈值，获取所述基于所述场强分布信息和所述电脉冲场强阈值，获取所述设定脉冲获取所述消融电极中不同电极所在位置对应的所述消融组织沿着组织深度方向的第基于所述第一组织截面对应的所述场强分布信息，获取不同的建立不同的所述组织深度信息与对应的所述场强值之间的根据所述第一拟合函数和所述电脉冲场强阈值，分别获取所述消融设定脉冲参数下所述消融组织的组织表面沿深度方向上的预测消所述建立不同的所述组织深度信息与对应的所述场强值之间的第一拟合函数的步骤1为电极处所述消融组织在组织深度信息x处的场强值，E2为两个电极中间处的正下方位置和相邻两个正负电极中间处的位置的最大场强值的拟合值，U表示作用于所述所述根据所述第一拟合函数和所述电脉冲场强阈值，分别获取所述3设定脉冲参数下所述消融组织的组织表面沿深度方向上的预测消融深度的步骤对应的计极中每个电极的正下方位置和每对电极中相邻两个电极中所述消融电极中的正负电极设置位置与脉冲放电形将所述设定脉宽、所述设定串内脉冲个数和所述设定脉冲串数输入至第二拟合函数，织对应的所述电脉冲场强阈值的步骤对应的计算公th表示所述电脉冲场强阈值，E0表示脉宽及脉冲剂量均处于饱和状态下的不可获取所述消融组织对应的若干组历史电场强度值和与所述历史电场强度值对应的历根据每组的所述历史电场强度值和所述历史电导率，绘制不同电场场强下的电导率4其中，根据不同的消融组织对所述动态电导调整的所述动态电导率模型的模型拟合参数包括初所述动态电导率模型用于输出与消融组织相匹配对0表示所述消融组织的初始电导率，σmax表示所述消融组织全部发生电穿孔时的数值模型获取所述消融组织对应的场强分布基于所述电位信息和电导率计算得到所述消融组织对获取所述消融电极中不同电极所在位置对应的所述消融组织沿着组织宽度方向的第基于所述第一组织截线对应的所述场强分布信息，获取不同的建立不同的所述组织宽度信息与对应的所述场强值之间的根据所述第三拟合函数和所述电脉冲场强阈值，分别获取所述消融组织宽度信息与对应的所述场强值之间的第三拟合函数的步骤对应5所述根据所述第三拟合函数和所述电脉冲场强阈值，冲参数下所述消融组织的表面对应的预测消融区域的步骤对应的计算公基于所述预测消融边界对应的所述预测消融区域和所述预测消融基于所述设定脉冲参数下的所述预测消融深度和目标消融深度消融模型构建模块，用于基于所述设定脉冲参6其中，所述消融电极包括环形电极，所述组织消融数值模场强分布信息获取模块，用于根据所述组织消融数值模预测消融参数获取模块，用于基于所述场强分布信息和所述电脉冲预测消融参数计算单元，用于基于所述场强分布信息和所述电脉冲述设定脉冲参数下所述消融组织所述预测消融边界对应的所述组织截面获取子单元，用于获取所述消融电极中深度场强值获取子单元，用于基于所述第一组织截面对应的所述场第一拟合函数建立子单元，用于建立不同的所述组织深度获取所述消融电极中不同电极所在位置处的沿深度方向上的预测消融深度计算子单元，用于根据不同的所述中间消融深度计算参数下所述消融组织的组织表面沿深度方向上的预所述第一拟合函数建立子单元建立所述第一拟合函数对应的计算公1为电极处所述消融组织在组织深度信息x处的场强值，E2为两个电极中间处的正下方位置和相邻两个正负电极中间处的位置的最大场强值的拟合值，U表示作用于所述所述预测消融深度计算子单元计算得到所述预测消融深度对应的计算公7被处理器执行时实现权利要求1-14中任一项所述的脉冲消融参8[0004]本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中用于治疗心房颤动的消融技术9参数下所述消融组织所述预测消融边界对应的所述预测消融[0018]获取所述消融电极中不同电极所在位置对应的所述消融组织沿着组织深度方向所述设定脉冲参数下所述消融组织的组织表面沿深度方向上的预测消对电极中每个电极的正下方位置和每对电极中相邻两个电极中极的正下方位置和相邻两个正负电极中间处的位置的最大场强值的拟合值，U表示作用于所述设定脉冲参数下所述消融组织的组织表面沿深度方向上的预测消融深度的步骤对应[0042]获取所述消融组织对应的若干组历史强度值和与所述历史强度值对应的历史电[0044]其中，根据不同的消融组织对所述动态电导率模型的模型拟合参数进行适应调参数下所述消融组织所述预测消融边界对应的所述预测消融[0056]获取所述消融电极中不同电极所在位置对应的所述消融组织沿着组织宽度方向冲参数下所述消融组织的表面对应的预测消定脉冲参数下所述消融组织的表面对应的预测消融区域的步骤对应的th表示所述电脉冲场强阈值。[0082]消融边界预测单元，用于采用所述电脉冲场强阈值对所述场强分布信息进行处取所述设定脉冲参数下所述消融组织所述预测消融边界对应的[0086]深度场强值获取子单元，用于基于所述第一组织截面对[0088]中间消融深度获取子单元，用于根据所述第一拟合函数分别获取所述消融电极中不同电极所在位置处的沿深度方向脉冲参数下所述消融组织的组织表面沿深度方向上的预测对电极中每个电极的正下方位置和每对电极中相邻两个电极中极的正下方位置和相邻两个正负电极中间处的位置的最大场强值的拟合值，U表示作用于[0111]电导率模型构建模块，用于根据每组的所述历史电场强[0112]其中，根据不同的消融组织对所述动态电导率模型的模型拟合参数进行适应调[0125]宽度场强值获取子单元，用于基于所述第一组织截线对[0127]中间消融区域获取子单元，用于根据所述第三拟合函数分别获取所述消融电极中不同电极所在位置处对脉冲参数下所述消融组织的表面对应的预测消th表示所述电脉冲场强阈值。[0141]脉冲参数更新模块，用于当所述脉冲参数组合对应的适述计算机程序被处理器执行时实现上述的脉冲消融参脉冲参数对应的脉冲能量与心肌组织的电学特性相匹配，从而达到提高了消融效果的目[0176]其中，消融电极中正电极处的电势与脉冲发生器的脉冲电压和脉冲结构保持一电穿孔消融是脉冲电场能量通过瞬间放电在细胞膜上形成不可逆的微孔，造成细胞凋亡，融的治疗计划。[0190]考虑到影响电场强度阈值的主要因素包括脉宽、一个脉冲串内的串内脉冲个数、[0192]脉冲作用的总持续时间T保持一致时，电脉冲场强阈值会因为脉宽值的不同而表会随着脉冲释放时间T的改变而发生变化，电脉冲场强阈值随着脉冲持续时间的增加而降释放时间处于饱和状态下脉宽对电脉冲场强阈值的影响系数；K2(n)为脉宽处于饱和状态计算得到消融组织对应的电脉冲场强阈值的步骤对2A1均为根据拟合准确系数R2>0.95所确定[0199]举例说明，传统不可逆电穿孔时的心肌细胞的消融阈值为400V/cm，在本实施例1据库中存储的不同脉冲释放总时间T与场强阈值的对应数组S2，绘制脉冲释放总时间对不[0203]得到场强阈值与脉宽τ及脉冲总消融时间T的函表达式后，代入获取的脉冲参数，位置分别对应一对电极中两个电极的正下方位置和相邻两位置分别对应每对电极中每个电极的正下方位置和每对电极中相邻两个电极中间处的位电导率随电场强度变化的曲线进行函数拟合，以构建电导率随场强变化的动态电导率模调整的动态电导率模型的模型拟合参数包括初电导率会随着穿孔过程的持续而发生变化，因此需要将组织的电导率设置为一动态参数。[0237]S106211、获取消融电极中不同电极所在位置对应的消融组织沿着组织深度方向[0245]在一可实施的案例中，实现本实施例的获取方法的系统设备可支持导管电极(或界面不同位移大小与场强大小分布根据拟合函数对场强大小进行拟合以得到第一拟合函方位置和相邻两个正负电极中间处的位置的最大场强值的拟合值，U表示作用于消融组织的放电模式下的场强分布结果进行重新拟合得[0264]S106215、根据不同的中间消融深度计算得到设定脉冲参数下消融组织的组织表下消融组织的组织表面沿深度方向上的预测消融深度的步骤对应上述的电极中间处的组织消融深度包括2个及以上的电极中间处的组织深度，针对多对电中间处的组织消融深度的所有值的平均值。具体计算原理与一对电极情况计算的原理类[0282]S106221、获取消融电极中不同电极所在位置对应的消融组织沿着组织宽度方向[0290]S106225、根据不同的中间消融区域计算得到设定脉冲参数下消融组织的表面对间消融区域计算得到设定脉冲参数下消融组织的表面对应的预测消融区域的步骤对应的融宽度包括2个及以上的电极下方的消融宽度，其中的电极正下方可以包括正电极处和负织消融宽度及多个电极中间处的组织消融宽度的所有消融宽域轮廓线，如图15所示。已知导管电极所在的圆形半径为r0，则外轮廓的圆形半径为r0+[0315]如图16和17所示，根据上述计算得到的组织表面消融表面积S(预测消融区域)及[0326]其中，d为预测消融深度，D为理想的目标消融深度，脉宽τ的取值范围为0.1~预测消融深度应该大于且尽可能靠近理想的目标消融深度，根据上述适应度函数的表达[0334]通过遗传算法优化得到的设定脉冲参数能够保证采用该脉冲参数组合的脉冲发[0343]其中，消融电极中正电极处的电势与脉冲发生器的脉冲电压和脉冲结构保持一[0345]电脉冲场强阈值确定模块2，用于确定消融组织在设定脉冲参数下的电脉冲场强[0348]场强分布信息获取模块5，用于根据组织消融数值模型获取消融组织对应的场强[0354]考虑到影响电场强度阈值的主要因素包括脉宽、一个脉冲串内的串内脉冲个数、[0356]脉冲作用的总持续时间T保持一致时，电脉冲场强阈值会因为脉宽值的不同而表会随着脉冲释放时间T的改变而发生变化，电脉冲场强阈值随着脉冲持续时间的增加而降释放时间处于饱和状态下脉宽对电脉冲场强阈值的影响系数；K2(n)为脉宽处于饱和状态[0358]具体地，电脉冲场强阈值确定模块2确定电脉冲场强阈值的步骤对应的计算公式均为根[0363]组织消融数值模型用于仿真模拟消融导管的消融电极与消融组织对应的实际消融场景。如图5所示，以消融电极M1为环形电极为例，几何参数包括：消融电极半径为位置分别对应一对电极中两个电极的正下方位置和相邻两位置分别对应每对电极中每个电极的正下方位置和每对电极中相邻两个电极中间处的位[0370]历史数据获取模块7，用于获取消融组织对应的若干组历史强度值和与历史强度调整的动态电导率模型的模型拟合参数包括初电导率会随着穿孔过程的持续而发生变化，因此需要将组织的电导率设置为一动态参数。[0399]在一可实施的案例中，实现本实施例的获取方法的系统设备可支持导管电极(或界面不同位移大小与场强大小分布根据拟合函数对场强大小进行拟合以得到第一拟合函方位置和相邻两个正负电极中间处的位置的最大场强值的拟合值，U表示作用于消融组织上述的电极中间处的组织消融深度包括2个及以上的电极中间处的组织深度，针对多对电中间处的组织消融深度的所有值的平均值。具体计算原理与一对电极情况计算的原理类融宽度包括2个及以上的电极下方的消融宽度，其中的电极正下方可以包括正电极处和负织消融宽度及多个电极中间处的组织消融宽度的所有消融宽域轮廓线，如图15所示。已知导管电极所在的圆形半径为r0，则外轮廓的圆形半径为r0+[0442]如图16和17所示，根据上述计算得到的组织表面消融表面积S(预测消融区域)及[0446]适应度值计算模块14，用于基于设定脉冲参数下的预测消融深度和目标消融深[0451]其中，d为预测消融深度，D为理想的目标消融深度，脉宽τ的取值范围为0.1~预测消融深度应该大于且尽可能靠近理想的目标消融深度，根据上述适应度函数的表达[0459]通过遗传算法优化得到的设定脉冲参数能够保证采用该脉冲参数组合的脉冲发例1-3中任一实施例中的脉冲消融参数的获取方法。图22显示的电子设备30仅仅是一个示[0467]存储器32可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)321和/或高速缓存[0468]存储器32还可以包括具有一组(至少一个